高考物理一轮复习 考点精讲 考点11 牛顿第二定律的应用（原卷版）

考点11牛顿第二定律的应用（核心考点精讲精练）1.5年真题考点分布牛顿第二定律的应用2023·辽宁卷·T22023·湖北卷·T92022·辽宁卷·T72022·浙江6月选考·T192021·全国甲卷·T142021·全国乙卷·T212021·辽宁卷·T132.命题规律及备考策略【命题规律】近几年高考主要考查：牛顿第二定律的简单应用，主要集中在两类基本问题和超重与失重。【备考策略】1.掌握动力学两类基本问题的求解方法.2.会利用牛顿第二定律对超重、失重、瞬时加速度问题进行分析计算．【命题预测】要特别注意超重和失重与瞬时加速度问题进行分析计算考向1动力学两类基本问题1．解答动力学两类基本问题的关键2．动力学问题的解题思路（多选）（2023·湖北·统考高考真题）如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为，OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（

）A．弹簧的劲度系数为B．小球在P点下方处的加速度大小为C．从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大D．从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同（2022·浙江·统考高考真题）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点（取，，重力加速度）。（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度的大小；（2）求货物在倾斜滑轨末端时速度的大小；（3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s，求水平滑轨的最短长度。考向2超重和失重问题1．实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关(选填“无关”或“相关”)．(2)视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重．2．超重、失重和完全失重的对比名称超重失重完全失重现象视重大于实重视重小于实重视重等于0产生条件物体的加速度向上物体的加速度向下物体竖直向下的加速度等于g对应运动情境加速上升或减速下降加速下降或减速上升自由落体运动、竖直上抛运动、宇宙航行等原理F－mg＝maF＝mg＋mamg－F＝maF＝mg－mamg－F＝mgF＝03.超重和失重的理解（1）不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。（2）在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失。（3）即使物体的加速度不是竖直方向，但只要在竖直方向上有分加速度，物体就会处于超重或失重状态。4.判断超重和失重的方法从受力的角度判断当物体所受向上的拉力（或支持力）大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态从速度变化的角度判断（1）物体向上加速或向下减速时，处于超重状态；（2）物体向下加速或向上减速时，处于失重状态（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（

）A．鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡B．鱼儿摆尾出水时浮力大于重力C．鱼儿摆尾击水时受到水的作用力D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点（2023·山东泰安·统考模拟预测）如图所示是神舟十四号飞船返回舱夜间返回打开降落伞后的红外照片。返回舱（包括降落伞等设备）开始一段时间先减速后匀速下降，最后返回舱在东风着陆场安全着陆，任务取得圆满成功，对返回舱的降落过程，下列说法正确的是（）A．打开降落伞之后，返回舱仍处于失重状态B．匀速下降阶段，返回舱的机械能守恒C．减速下降阶段，返回舱动量的减少量等于降落伞对其拉力冲量的大小D．匀速下降阶段，返回舱机械能的减少量等于其重力所做的功考向3瞬时问题1.瞬时加速度问题的两类模型1．两种模型合外力与加速度具有因果关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，当物体所受合外力发生变化时，加速度也随着发生变化，而物体运动的速度不能发生突变．轻绳、轻杆和接触面类不发生明显形变就能产生弹力，剪断或脱离后，不需要时间恢复形变，弹力立即消失或改变，一般题目中所给的轻绳、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理弹簧、蹦床和橡皮条类当弹簧的两端与物体相连（即两端为固定端）时，由于物体有惯性，弹簧的长度不会发生突变，所以在瞬时问题中，其弹簧的大小认为是不变的，即此时弹簧的弹力不会发生突变2.求解瞬时加速度的一般思路eq\x(\a\al\vs4\co1(分析瞬时变化前,物体的受力情况))→eq\x(\a\al\vs4\co1(分析瞬时变化后,哪些力变化或消失))→eq\x(\a\al\vs4\co1(求出变化后物体所受合力,根据牛顿第二定律列方程))→eq\x(求瞬时加速度)（多选）（2023·湖南邵阳·统考二模）如图所示，两小球1和2之间用轻弹簧B相连，弹簧B与水平方向的夹角为30°，小球1的左上方用轻绳A悬挂在天花板上，绳A与竖直方向的夹角为30°，小球2的右边用轻绳沿C水平方向固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。已知重力加速度为，则（）A．球1和球2的质量之比为B．球1和球2的质量之比为C．在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小为D．在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度大小为（2023·海南·统考模拟预测）如图所示，在质量为的箱式电梯的地板上固定一轻质弹簧，弹簧的上端拴接一质量为的物体，质量为的物体B放置在物体上，整个装置随电梯一起匀速下降，弹簧保持竖直，重力加速度为。某时刻悬挂电梯的钢索突然断裂，在钢索断裂的瞬间，下列说法正确的是（）A．物体的加速度大小为0 B．物体B的加速度大小为C．箱式电梯的加速度大小为 D．物体B对物体的压力为0考向4单位制1．单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制．2．基本单位：基本量的单位．国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是长度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒．3．导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．4．国际单位制的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克(公斤)kg时间t秒s电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]K物质的量n，(ν)摩[尔]mol发光强度I，(Iv)坎[德拉]cd（2023·辽宁·统考高考真题）安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为和、电流大小分别为I1和I₂的平行直导线间距为r时，相互作用力的大小可以表示为。比例系数k的单位是（）A．kg·m/（s²·A） B．kg·m/（s²·A²） C．kg·m²/（s³·A） D．kg·m²/（s³·A³）（2023·河北沧州·统考模拟预测）1889年第一届国际计量大会批准制造的“国际千克原器”保存在巴黎西郊一间地下储藏室内，其质量受空气污染和氧化等因素影响出现细微变化，已难以适应现代精密测量要求，因此2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即1kg。则普朗克常量h的单位可表示为（）A．J•s B．N•m C．W D．【基础过关】1．（2023·湖南邵阳·统考模拟预测）下列单位之间的等式不成立的是（）A．m/s2=N/kg B．N=kg·m/s2C．N/C=V/m D．C=A/s2．（2023秋·湖南长沙·高三湖南师大附中校考开学考试）“笛音雷”是春节期间常放的一种鞭炮，其着火后一段时间内的速度—时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），其中时刻为“笛音雷”起飞时刻、DE段是斜率大小为重力加速度g的直线。不计空气阻力，则关于“笛音雷”的运动，下列说法正确的是（）A．“笛音雷”在时刻上升至最高点B．时间内“笛音雷”做自由落体运动C．时间内“笛音雷”的平均速度为D．时间内“笛音雷”处于失重状态3．（2023春·山东潍坊·高一山东省高密市第一中学校考期末）加速度传感器是一些智能手机上配备的较为实用的软件，能显示物体运动过程中的加速度变化情况。现出于安全角度，需要分析某升降机在实际运行过程中的加速度，将手机放置于升降机地面上并打开加速度传感器，使升降机从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（）A．手机在时刻速度为0B．运行过程中手机有可能与升降机分离C．手机在时间内，处于超重状态D．在时间内，升降机受到手机的压力先减小再增大4．（2023·湖北·华中师大一附中校联考模拟预测）如图所示，轻弹簧的右端与固定竖直挡板连接，左端与B点对齐。质量为m的小物块以初速度从A向右滑动，物块压缩弹簧后被反弹，滑到AB的中点C（图中未画出）时速度刚好为零。已知A、B间的距离为L，弹簧的最大压缩量为，重力加速度为g，则小物块反弹之后从B点运动到C点所用的时间为（）A． B． C． D．5．（多选）（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考一模）位于张家界的“百龙天梯”傍山而建，直插云霄，垂直高度达335m，运行高度为326m，被誉为世界上最高的户外电梯。若游客乘坐“百龙天梯”下山时，其距离天梯底部的高度h与时间t的关系简化图如图所示，图中段为直线，忽略重力加速度的变化，则下列说法正确的是（）A．时间内，游客所受重力的功率逐渐减小B．游客在时间内受到的支持力大于在时间内受到的支持力C．时间内，游客的机械能逐渐减小D．时间内，游客处于失重状态；时间内，游客处于超重状态6．（多选）（2023·河北·校联考模拟预测）水平地面上放置一质量为的木箱，木箱与地面间的动摩擦因数恒定。如图甲所示，一小孩用一水平推力推木箱，木箱在水平地面上做匀速直线运动；如图乙所示，一大人用等大的拉力与水平方向成角斜向上拉木箱，木箱仍在水平地面上做匀速直线运动。已知重力加速度取，则（

）A．木箱与地面间的动摩擦因数为0.75B．若拉力与水平方向的夹角为，则木箱的加速度大小为C．若用大小为的力水平推木箱，木箱的加速度大小为D．若用大小为且与水平方向成角的力拉木箱时，木箱离开地面【能力提升】7．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考三模）如图所示，倾角为20°的足够长的质量为M的斜面体B静止在水平地面上，质量为m的滑块A以一定的初速度沿斜面向下滑动，t=0时刻对A施加一沿斜面向下的作用力F，使A沿斜面向下做匀速直线运动。t=2s时改变F的大小及方向，使滑块依然匀速下滑，t=4s时撤去F，t=6s时，A恰好静止在B上。已知滑块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.75，B始终处于静止状态，重力加速度为g，tan37°=0.75。下列说法正确的是（）A．0~1s时间内，B对地面的压力小于(M+m)gB．0~1s时间内，B对地面的摩擦力方向水平向左C．2~4s时间内，当F与水平方向夹角为33°且指向左上方时，F有最小值D．t=3s与t=5s时，地面对B的摩擦力大小相等8．（2023·山东·模拟预测）荡秋千是小孩最喜欢的娱乐项目之一，可简化为如图甲所示的模型。图中O为秋千的固定悬点，现将小孩视为质点并拉至A点由静止释放，小孩在竖直面内沿ABC往复运动，B为运动的最低点，C为运动到右侧的最高点，则下列判断正确的是

（）A．小孩运动到B点时处于失重状态B．小孩运动到C点时处于失重状态C．小孩从A运动到B和从B运动到C，合外力做的功相同D．小孩从A运动到B和从B运动到C，合外力的冲量相同9．（2023·河北唐山·开滦第一中学校考模拟预测）某同学用如图甲所示的装置测定物块与木板之间的动摩擦因数。给位于斜面底端的物块一个初速度v0=4m/s，物块沿倾角θ=37°的斜面上滑到达最高点后紧接着下滑至出发点。实验中用测速仪采集物块滑动过程中的速度，用电脑软件绘制v-t图像，由于设备故障电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示。g=10m/s2。则下列说法正确的是（）A．物块上滑过程中的加速度的大小4m/s2B．木块与斜面间的动摩擦因数为0.5C．物块下滑过程中的加速度的大小4m/s2D．木块回到出发点时的速度大小2m/s10．（多选）（2023秋·湖南岳阳·高三统考期末）如图所示，一根很长且不可伸长的轻绳跨光滑的定滑轮，两端分别系着四个质量相同的小物块A、B、C、D，其中A、B用不可伸长的短绳相连，C、D用一轻弹簧相连。初状态时，4个物块处于静止状态，不计空气阻力，物块可以看成质点。重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．剪断AB间绳子瞬间，D物块的加速度为0B．剪断AB间绳子瞬间，C物块的加速度为0.5g，方向竖直向下C．剪断CD间弹簧瞬间，A物块的加速度为0.5g，方向竖直向下D．剪断AC绳子瞬间，A物块的加速度为0.5g，方向竖直向下11．（多选）（2023·四川成都·石室中学校考模拟预测）如图所示，两条光滑的轨道下端固定在水平面上的点，点到点的距离为，轨道上端分别固定在竖直墙面上距点分别为和的两点，现使一小滑块分别从轨道顶端由静止释放，到达点所用时间均为，则（

）A．滑块由滑到的过程中支持力的冲量大小相等B．C．滑块由滑到时速度的水平分量相等D．与成正比12．（多选）（2023·广东·模拟预测）如图所示，2023个完全相同的小球通过完全相同的轻质弹簧（在弹性限度内）相连，在水平拉力F的作用下，一起沿水平面向右运动，设1和2之间弹簧的弹力为，2和3之间弹簧的弹力为，……，2022和2023之间弹簧的弹力为，则下列说法正确的是（）A．若水平面光滑，从左到右每根弹簧长度之比为1∶2∶3∶…∶2021∶2022B．若水平面粗糙，撤去F的瞬间，第2000号小球的加速度不变C．若水平面光滑，D．若水平面粗糙，13．（2023·湖南邵阳·统考模拟预测）一个质量m=4kg的物体在水平拉力F的作用下，在水平面上从静止开始做匀加速直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5，经过时间t1=3s速度变为v=6